基于事件的傳感陣列讀取裝置及其讀取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于事件的傳感陣列的讀取裝置及其讀取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代生活中充滿了各種各樣帶有傳感陣列的產(chǎn)品和設(shè)備，常見(jiàn)的如，圖像傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、聲傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器等等。在現(xiàn)有技術(shù)中，傳感陣列的讀取方式幾乎全部采用基于幀頻的讀取方式。所謂“基于幀頻”即在這些產(chǎn)品和設(shè)備的控制系統(tǒng)中，傳感陣列由一時(shí)鐘精確地控制陣列中所有傳感單元記錄、讀取和輸出的頻率。在一個(gè)幀頻周期中，控制系統(tǒng)完成對(duì)傳感陣列中所有傳感單元的記錄、讀取，并同步輸出所有傳感單元的數(shù)據(jù)。
[0003]以攝像機(jī)中的圖像傳感器為例，現(xiàn)有技術(shù)中的圖像傳感器一般采用CCD或CMOS感光陣列。在圖像傳感器系統(tǒng)的一個(gè)幀頻周期中，系統(tǒng)記錄下所有感光單元的數(shù)據(jù)，并同步輸出這一幀頻周期中所記錄的所有數(shù)據(jù)，所得的圖像數(shù)據(jù)即形成所謂的一幀畫(huà)面。最終的視頻數(shù)據(jù)即由連續(xù)的幀畫(huà)面所構(gòu)成，每秒視頻所包括的幀數(shù)即幀頻。
[0004]盡管基于幀頻的讀取方式已被廣泛地應(yīng)用于各類傳感陣列，然而這種讀取方式也存在其局限性。例如，雖然基于幀頻的記錄方式可以較簡(jiǎn)單地記錄陣列中所有傳感單元的數(shù)據(jù)，但在傳感陣列的維度較大、傳感單元數(shù)量較多時(shí)，則會(huì)造成數(shù)據(jù)量大、功耗高以及處理速度慢的缺點(diǎn)。并且，在有效的信號(hào)比較稀疏的情況時(shí)，基于幀頻的記錄方式則會(huì)記錄大量無(wú)用的數(shù)據(jù)。另外，由于陣列中每個(gè)傳感單元的數(shù)據(jù)都會(huì)被反復(fù)記錄，而當(dāng)這些傳感單元并沒(méi)有有效數(shù)據(jù)、或這些傳感單元的數(shù)據(jù)并未變化的情況下，基于幀頻的記錄方式則會(huì)產(chǎn)生大量多余的數(shù)據(jù)，浪費(fèi)運(yùn)算處理消耗和系統(tǒng)的功耗。在一些傳感器領(lǐng)域，幀頻大小會(huì)限制每個(gè)傳感單元的數(shù)據(jù)帶寬，使得基于幀頻的傳感器通常在達(dá)到寬動(dòng)態(tài)范圍、高幀頻高分辨率方面具有一定的技術(shù)難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于事件的傳感陣列的讀取裝置及其讀取方法，解決現(xiàn)有技術(shù)的傳感陣列的基于幀頻的讀取方式造成的功耗大、效率低的缺點(diǎn)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的基于事件的傳感陣列的讀取裝置，包括:
[0007]陣列分布的若干個(gè)傳感單元，所述傳感單元接收物理量，當(dāng)所述物理量滿足事件閾值時(shí)，所述傳感單元發(fā)送一輸出信號(hào)和請(qǐng)求信號(hào)；
[0008]與所述傳感陣列連接的行控制器，所述行控制器用于對(duì)所述請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行地址編譯，并輸出地址信號(hào)；
[0009]數(shù)據(jù)接收器，所述數(shù)據(jù)接收器用于接收并存儲(chǔ)所述傳感單元的輸出數(shù)據(jù)，所述輸出數(shù)據(jù)包括所述輸出信號(hào)和所述地址信號(hào)。
[0010]進(jìn)一步的，所述傳感單元包括傳感器、用于判斷所述傳感器的輸出信號(hào)是否到達(dá)事件判別閾值的事件判別器、行請(qǐng)求觸發(fā)器以及復(fù)位觸發(fā)器。
[0011]進(jìn)一步的，所述傳感器為壓力傳感器、聲傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器、圖像傳感器或溫度傳感器；所述事件判別器的判斷類型為所述輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)類型、所述輸出信號(hào)的數(shù)值大小、所述輸出信號(hào)與預(yù)設(shè)閾值的對(duì)比真?zhèn)我约八鲚敵鲂盘?hào)的時(shí)域差別中的一種或多種。
[0012]進(jìn)一步的，所述傳感單元包括聲傳感器、二階低通濾波器和差分放大器，所述二階低通濾波器和所述差分放大器用于對(duì)所述聲傳感器的接收和輸出的聲波頻率進(jìn)行濾波和放大。
[0013]進(jìn)一步的，所述行控制器包括行地址編譯器和行請(qǐng)求確認(rèn)器，所述讀取裝置還包括列控制器，所述列控制器包括列地址編譯器和列請(qǐng)求確認(rèn)器。
[0014]進(jìn)一步的，所述讀取裝置還包括數(shù)據(jù)發(fā)射器，所述數(shù)據(jù)發(fā)射器包括數(shù)據(jù)編譯器和數(shù)據(jù)發(fā)射請(qǐng)求處理器，所述數(shù)據(jù)編譯器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和邏輯功能模塊，所述數(shù)據(jù)編譯器將所述輸出信號(hào)進(jìn)行編譯，并將所述地址信號(hào)和所述輸出信號(hào)進(jìn)行打包形成所述輸出數(shù)據(jù)。
[0015]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供上述基于事件的傳感陣列讀取裝置的讀取方法，包括如下步驟:
[0016]所述傳感單元接收所述物理量，當(dāng)所述物理量滿足事件閾值時(shí)，所述傳感單元發(fā)送一輸出信號(hào)，并輸出所述請(qǐng)求信號(hào)到所述行控制器；
[0017]所述行控制器對(duì)所述請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行地址編譯，并得到所述傳感單元的所述地址信號(hào);
[0018]將所述輸出信號(hào)和所述地址信號(hào)打包形成所述輸出數(shù)據(jù)，并將所述輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)接收器。
[0019]進(jìn)一步的，所述傳感單元包括傳感器、事件判別器、行請(qǐng)求觸發(fā)器、列請(qǐng)求觸發(fā)器以及復(fù)位觸發(fā)器；所述行控制器包括行地址編譯器和行請(qǐng)求確認(rèn)器，所述讀取裝置還包括列控制器，所述列控制器包括列地址編譯器和列請(qǐng)求確認(rèn)器；所述讀取裝置還包括數(shù)據(jù)發(fā)射器，所述數(shù)據(jù)發(fā)射器包括數(shù)據(jù)編譯器和數(shù)據(jù)發(fā)射請(qǐng)求處理器；其中，所述請(qǐng)求信號(hào)包括行請(qǐng)求信號(hào)和列請(qǐng)求信號(hào)；所述讀取方法的具體步驟包括:
[0020]所述傳感器接收所述物理量，并將所述物理量輸出到所述事件判別器，若所述事件判別器判斷所述物理量到達(dá)事件判別的閾值時(shí)，所述事件判別器輸出一事件信號(hào)到所述行請(qǐng)求觸發(fā)器和所述復(fù)位觸發(fā)器，所述行請(qǐng)求觸發(fā)器被所述事件信號(hào)觸發(fā)，并向所述行控制器發(fā)出所述行請(qǐng)求信號(hào)；
[0021]所述行控制器被所述行請(qǐng)求信號(hào)觸發(fā)，所述行地址編譯器對(duì)所述行請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行編譯，并且，所述行請(qǐng)求確認(rèn)器向所述列請(qǐng)求觸發(fā)器和所述復(fù)位觸發(fā)器輸出一行確認(rèn)信號(hào)，使得所述列請(qǐng)求觸發(fā)器向所述列控制器輸出所述列請(qǐng)求信號(hào)；所述列控制器被所述列請(qǐng)求信號(hào)觸發(fā)，所述列地址編譯器對(duì)所述列請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行編譯，并且，所述列請(qǐng)求確認(rèn)器向所述復(fù)位觸發(fā)器輸出一列確認(rèn)信號(hào)，所述復(fù)位觸發(fā)器被所述事件信號(hào)、所述行確認(rèn)信號(hào)以及所述列確認(rèn)信號(hào)觸發(fā)并向所述事件判別器、所述行請(qǐng)求觸發(fā)器和所述列請(qǐng)求觸發(fā)器輸出一復(fù)位信號(hào)，所述復(fù)位信號(hào)使所述事件信號(hào)、所述行請(qǐng)求信號(hào)和所述列請(qǐng)求信號(hào)復(fù)位至無(wú)效狀態(tài)，并使所述事件判別器將所述輸出信號(hào)作為一輸入信號(hào)向所述數(shù)據(jù)編譯器發(fā)送；
[0022]所述數(shù)據(jù)編譯器完成所述輸入信號(hào)的讀取后，輸出一數(shù)據(jù)傳輸完成信號(hào)到所述復(fù)位觸發(fā)器，使所述復(fù)位信號(hào)至無(wú)效狀態(tài)。
[0023]進(jìn)一步的，所述讀取方法的具體步驟還包括:
[0024]所述行地址譯碼器編譯完成，且所述行請(qǐng)求確認(rèn)器輸出所述行確認(rèn)信號(hào)，所述行請(qǐng)求確認(rèn)器向所述數(shù)據(jù)發(fā)射請(qǐng)求器發(fā)送一行確認(rèn)有效信號(hào)，并將所述行地址編譯器編譯的行地址信號(hào)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)編譯器；
[0025]所述列地址譯碼器編譯完成，且所述列地址編譯器輸出所述列確認(rèn)信號(hào)后，所述列請(qǐng)求確認(rèn)器向所述數(shù)據(jù)發(fā)射請(qǐng)求處理器一列確認(rèn)有效信號(hào)，并將所述列地址編譯器編譯的列地址信號(hào)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)編譯器；
[0026]當(dāng)所述數(shù)據(jù)發(fā)射請(qǐng)求處理器接收到所述行確認(rèn)有效信號(hào)和所述列確認(rèn)有效信號(hào)后，所述數(shù)據(jù)發(fā)射請(qǐng)求處理器向所述數(shù)據(jù)接收器發(fā)送一數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求信號(hào)，所述數(shù)據(jù)接收器隨即向所述數(shù)據(jù)發(fā)射請(qǐng)求處理器發(fā)出瞬時(shí)有效的一數(shù)據(jù)接收確認(rèn)信號(hào)；
[0027]所述數(shù)據(jù)接收確認(rèn)信號(hào)將所述數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求信號(hào)復(fù)位至無(wú)效狀態(tài)，并使所述數(shù)據(jù)發(fā)射請(qǐng)求處理器向所述行控制器、所述列控制器以及所述數(shù)據(jù)編譯器發(fā)送一數(shù)據(jù)接收確認(rèn)有效信號(hào)，所述數(shù)據(jù)編譯器在接收到所述數(shù)據(jù)接收確認(rèn)有效信號(hào)后將完成打包的所述輸出數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)接收器，所述數(shù)據(jù)接收確認(rèn)有效信號(hào)并使所述行確認(rèn)有效信號(hào)和所述列確認(rèn)有效信號(hào)復(fù)位至無(wú)效狀態(tài)。
[0028]進(jìn)一步的，所述讀取裝置還包括行選擇控制器和/或列選擇控制器，所述行選擇控制器與所述行控制器連接，所述列選擇控制器與所述列控制器連接，其中，所述請(qǐng)求信號(hào)包括行請(qǐng)求信號(hào)和列請(qǐng)求信號(hào)；當(dāng)所述行控制器接收到所述行請(qǐng)求信號(hào)后，所述行控制器向行選擇控制器發(fā)送行請(qǐng)求請(qǐng)求信號(hào)，并且，所述行選擇控制器向所述行控制器對(duì)相應(yīng)的行發(fā)出行請(qǐng)求請(qǐng)求確認(rèn)信號(hào)，所述控制器接收到所述行請(qǐng)求請(qǐng)求確認(rèn)信號(hào)后向所述傳感單元發(fā)送對(duì)相應(yīng)的行觸發(fā)行請(qǐng)求確認(rèn)信號(hào)；所述行選擇控制器對(duì)所述行請(qǐng)求請(qǐng)求信號(hào)的確認(rèn)進(jìn)行選擇，所述行選擇控制器的選擇方式為一次只確認(rèn)一個(gè)行請(qǐng)求信號(hào)、一次確認(rèn)多個(gè)行請(qǐng)求信號(hào)、一次確認(rèn)全部行請(qǐng)求信號(hào)或一次只確認(rèn)一些預(yù)先設(shè)定行的行請(qǐng)求信號(hào)，所述行選擇控制器對(duì)行請(qǐng)求信號(hào)排序的方式按行請(qǐng)求信號(hào)觸發(fā)的時(shí)間排序、觸發(fā)事件的類型、觸發(fā)事件的數(shù)值大小或預(yù)設(shè)的排序方式；當(dāng)所述列控制器接收到所述列請(qǐng)求信號(hào)后，所述列控制器向列選擇控制器發(fā)送列請(qǐng)求請(qǐng)求信號(hào)，并且，所述列選擇控制器向所述列控制器對(duì)相應(yīng)的列發(fā)出列請(qǐng)求請(qǐng)求確認(rèn)信號(hào)，所述控制器接收到所述列請(qǐng)求請(qǐng)求確認(rèn)信號(hào)后向所述傳感單元發(fā)送對(duì)相應(yīng)的列觸發(fā)行請(qǐng)求確認(rèn)信號(hào)；所述列選擇控制器對(duì)所述列請(qǐng)求請(qǐng)求信號(hào)的確認(rèn)進(jìn)行選擇，所述列選擇控制器的選擇方式為一次只確認(rèn)一個(gè)列請(qǐng)求信號(hào)、一次確認(rèn)多個(gè)列請(qǐng)求信號(hào)、一次確認(rèn)全